KR20110003510A - 유리용기 성형기계용 넥크 링과 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 하나 이상의 마개 부착부를 포함하는 유리용기 넥크 단부를 몰딩하기 위한 넥크 링이 제공된다. 상기 넥크 링은 두 개의 반-환형 이원금속 넥크 링 부분(12, 14)을 포함하며, 이들은 각각 내마모성 금속 구조의 넥크 링 인서트(20, 22)와 상기 내마모성 금속 구조와 다른 열전도성 금속 구조의 넥크 링 몸체(16, 18)로 구성되며, 상기 넥크 링 몸체는 상기 넥크 링 인서트가 상기 넥크 링 몸체 내에 매립되도록 상기 넥크 링 인서트 주위에 형성된다. 상기 넥크 링 절반부는 각각 유리-접촉 공동면을 가지며, 상기 유리-접촉 공동면은 넥크 단부 상에 하나 이상의 마개 부착부를 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 인서트에 의해 형성된 제 1 표면 부분(30, 32)과 하나 이상의 마개 부착부를 제외한 넥크 단부 부분들을 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 몸체에 의해 형성된 제 2 표면 부분(34, 36)을 포함한다.

Description

유리용기 성형기계용 넥크 링과 그 제조방법{NECK RING AND METHOD OF MAKING FOR A GLASS CONTAINER FORMING MACHINE}

본 발명은 하나 이상의 마개 부착부를 가진 유리용기 넥크 단부를 몰딩하기 위한 넥크 링 및 이러한 넥크 링을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

유리용기 성형기계에서, 용기는 통상 두 단계로 성형된다. 제 1 단계 또는 블랭크 몰드(blank mold) 단계에서, 일정양의 용융 유리 또는 용융 유리 덩어리는 블랭크 몰드 내에서 덩이 또는 사전성형물(perform)로 성형된다. 넥크 링이 블랭크 몰드에 근접하게 위치되며 용기 넥크 단부(finish)는 넥크 링에 대해 최종 크기와 최종 기하학적 형상으로 성형된다. 그 뒤, 이 덩이는 넥크 링에 의해 블로우 몰드(blow mold)로 전달되며, 상기 블로우 몰드 내에서 용기 몸체가 최종 크기와 최종 기하학적 형상으로 성형된다. 넥크 링은 통상 청동 또는 강 구조의 주조물인 두 개의 반-원형 넥크 링 몸체들로 구성된다.

용기 넥크 단부의 마개 부착부(closure attachment feature)를 형성하고 용융 유리에 접촉하는 넥크 링 부분들에서 보다 정밀한 허용오차와 내마모성 성질을 얻도록 넥크 링 몸체들을 사전주조(precast) 하기 위하여, 사전제조된 인서트(insert)를 조립하는 것이 제안되었다. 하지만, 제 1 단계 또는 블랭크 몰드 단계에서 성형될 때, "할로우 넥크(hollow neck)" 변형으로 알려진 유리용기 내의 특정한 상용 변형을 제거할 필요성이 여전히 남아 있는데, 이 "할로우 넥크" 변형은 덩이를 성형하는 단계에서 유리 넥크 단부 영역으로부터 불충분한 열이 제거될 때 야기된다.

본 발명의 목적은 넥크 단부로부터 열을 제거하고 넥크 링과 가이드 플레이트 사이의 온도구배를 최소화시켜서 이 영역에서 체크 변형 또는 그 외의 다른 변형을 줄이면서도, 가장 필요로 할 때 넥크 링에서 우수한 내마모성을 구현하는 넥크 링 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다. 또한 넥크 링 몸체는 "할로우 넥크" 변형부분들을 제거하기 위해 성형된 단부의 비-부착 영역에서 유리로부터 열을 신속하게 제거하여야 한다.

본 발명은 개별적으로 실시될 수 있거나 또는 서로 조합하여 실시될 수 있는 다수의 특징들을 가진 구체예를 기술한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 유리용기 성형기계용 넥크 링은 두 개의 반-환형의 이원금속 넥크 링 부분들을 포함한다. 각각의 넥크 링 부분들은 니켈, 청동 또는 강과 같은 내마모성 금속 구조로 제조된 인서트와 청동 또는 강과 같이 상기 인서트가 내부에 매립되는 열전도성 금속 구조의 몸체를 포함한다. 따라서, 넥크 링의 공동면(cavity face)은 용기 넥크 단부에서 마개 부착부를 몰딩하도록 구성된 내마모성 인서트에 의해 형성된 제 1 부분과 마개 부착부를 포함하지 않는 용기 넥크 단부 부분들을 몰딩하도록 구성된 넥크 링 몸체들에 의해 형성된 제 2 부분을 포함한다. 상기 공동면의 제 2 부분에 노출된 넥크 링 몸체 재료가 몰딩된 용기에서 "할로우 넥크" 변형을 줄이거나 또는 이 변형을 제거하기 위해 용융 유리로부터 열을 신속하게 제거하는 반면, 공동면의 제 1 부분에서 인서트 재료는 우수한 내마모성 성질을 가진다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 유리용기 성형기계용 넥크 링 제조방법은, 우선, 니켈, 청동 또는 강과 같은 내마모성 재료의 개별적인 사전성형물(perform)로서 단부 부착부-성형 구성요소를 성형하는 단계 및 상기 단부 부착부-성형 구성요소를 청동 또는 강과 같은 열전도성 재료 구조의 몸체 내에 매립하는 단계를 포함하는데, 이 몸체에는 마개 부착부를 포함하지 않는 용기 넥크 단부 부분을 몰드-성형하기 위한 표면이 제공된다.

본 발명은 본 발명의 또 다른 목적, 특징, 이점 및 양태들과 함께 하기의 상세한 설명, 청구항 및 본 발명의 바람직한 대표 구체예를 예시하는 첨부도면들으로부터 더욱 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 대표 구체예에 따른 넥크 링을 도시한 투시도이다.
도 2는 도 1의 넥크 링에서 넥크 링 절반부(halve) 중 하나를 도시한 입면도이다.
도 3은 유리용기의 넥크 단부를 형성하는 도 1의 구체예에서 넥크 링을 도식적으로 예시한 도면이다.
도 4는 넥크 링 몸체에서 넥크 링 인서트의 구체예를 예시하기 위해 부분적으로 절단된 넥크 링 몸체를 가진 도 2의 넥크 링 절반부를 도시한 투시도이다.

도 1은 유리용기 성형기계용 환형 넥크 링(10)을 예시하는데, 이 넥크 링(10)은 두 개의 반-환형 넥크 링 부분(12, 14)들을 포함한다. 도 1은 앞에서 기술한 것과 같이 용기 넥크 단부를 형성하고 용기 덩이를 블랭크 몰드 스테이션으로부터 블로우 몰드 스테이션으로 이송하기 위해 서로 접하고 있는 부분(12, 14)들을 예시한다. 도 2와 도 4는 넥크 링 부분(14)을 매우 상세하게 예시한 도면이며 도 3은 넥크 링 부분(12)을 예시한 도면이다. 넥크 링 부분(12, 14)들은 실질적으로 서로 거울상이다. 도시된 넥크 링 부분(12, 14) 형상은 대표적인 한 예를 예시한다.

넥크 링 부분(12, 14)은 반-환형의 넥트 링 몸체(16, 18)를 포함한다. 상기 넥크 링 몸체(16, 18)는 청동 또는 강 구조와 같이 매몰 주조(investment casting) 또는 거의 그물형 다이-포밍된(die-formed) 분말 금속 구조로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 각각의 넥크 링 부분(12, 14)은 반-환형 인서트(20, 22)를 포함한다. 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 사전성형되고 넥크 링 몸체(16, 18) 내로 삽입-몰딩되는 것이 바람직하다. 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 용기 넥크 단부 상의 외부 스레드 세그먼트를 형성하기 위한 내부 나선형 리세스(24) 또는 크라운 단부(crown finish)를 형성하기 위한 내부 홈과 같이 용기 넥크 단부 상에서 마개 부착부(closure attachment feature)를 형성하는 내부 표면들을 가진다. 또한 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 넥크 링 몸체들이 인서트 주위에 형성될 때 넥크 링 몸체들 내에 고정되고 매립된 외부 탭 또는 이어(26, 28)를 가지는 것이 바람직하다(도 4 참조). 따라서 사전성형된 인서트는 형성된 넥크 링 몸체들 내에서 제자리에 단단히 고정된다. 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 적절한 금속, 바람직하게는 넥크 링 몸체(16, 18)의 금속과는 다른 금속, 가령, 예를 들어, 니켈, 청동 또는 강과 같은 금속으로 주조 또는 기계가공될 수 있다.

최근에는, 인서트(20, 22)를 매몰 주조하고, 그 뒤, 사전제조된 인서트를 넥크 링 부분(12, 14)들을 형성하는 넥크 링 몸체(16, 18) 내로 매몰 주조하는 것이 바람직하다. 그 후 상기 매몰 주조 부분들은 원하는 크기로 기계가공될 수 있다. 대안의 방법으로, 인서트를 매몰 주조 또는 다이-포밍하고, 그 뒤, 사전제조된 인서트를 넥크 링 몸체(16, 18)들이 인서트 주위에서 형성되는 다이 내에 위치시킬 수 있다. 세 번째 방법으로, 넥크 링 부분(12, 14)을 단일 단계로 성형하는 방법이 있을 수 있는데, 이 단계에서 인서트와 몸체 모두를 위한 분말이 다이 내에 위치되고 상기 부분은 가압되고 소결된다.

특히, 도면에서는, 인서트(20, 22)의 내측 표면들은 단부 부착 특징부들이 형성된 유리-접촉 공동면 만을 형성하는데, 이 예에서는, 용기 넥크 단부 상에 외부 스레드 세그먼트를 형성한다. 따라서 각각의 넥크 링 절반부의 유리-접촉 표면은 인서트(20 또는 22)의 내측 표면들에 의해 형성된 제 1 부분(30 또는 32)과 인서트(20, 22)를 제외한 넥크 링 몸체(16 또는 18)의 내측 표면들에 의해 형성된 제 2 부분(34 또는 36)을 포함한다. 달리 말하면, 각각의 넥크 링 절반부의 유리-접촉 공동면은 용기 넥크 단부 상에서 마개 부착부(들)을 몰딩하기 위해 인서트에 의해 형성된 제 1 표면 부분(30 또는 32)과 마개 부착부(들)을 제외한 용기 넥크 단부 부분들을 몰딩하기 위해 넥크 링 몸체들에 의해 형성된 제 2 부분(34 또는 36)을 포함한다. 이러한 구성에 따라, 각각의 넥크 링 절반부는 유리용기 제조 시에 덩이-성형 단계에 있어서 원하는 최적의 성능을 구현하게 할 수 있다. 마개 부착부(들)을 제공하는 몰딩 표면(30, 32)에 사용된 재료는 우수한 내마모성을 지녀서 상기 부착부들이 날카롭게 형성된다. 반면, 상기 표면(34, 36)을 형성하는 몸체(16, 18)를 위해 사용되는 재료는 용기 넥크 단부 영역에서 유리 재료로부터 열을 신속하게 제거하도록 선택될 수 있으며 이에 따라 앞서 논의된 "할로우 넥크" 변형 생산 문제를 줄이거나 또는 없앨 수 있는데, 이 문제는 용융 유리가 넥크 단부 영역에서 경화됨에 따라 용융 유리로부터 불충분한 열이 제거될때 야기된다. 또한 넥크 링 인서트(20, 22)의 내마모성 재료는 넥크 링 절반부들과 넥크 링 부분의 가이드 플레이트 사이의 온도구배를 최소화시켜서 이 영역에서 체크 변형을 줄인다.

현재 기술에서, 넥크 링 부분(12, 14)을 성형하기 위하여 분말 야금술을 사용함으로써 비용이 상당히 절감된다. 인서트(20, 22)는 사전제조될 수 있으며 그 뒤 몸체(16, 18) 내에 고정되며, 혹은 넥크 링 부분(12, 14)들은 단일 작업으로 성형될 수 있다. 게다가 분말 금속으로 인해 넥크 링 몸체에서 서로 다른 금속 또는 금속 합금을 사용할 수 있게 한다.

이와 같이 유리용기 성형기계용 넥크 링 구조와 2-부분 구조의 넥크 링 제조방법에 대해 논의하였다. 본 명세서는 대표 구체예에 관련하여 기술되었으며, 다양한 변형예들과 변경예들이 논의되었다. 해당 업계의 당업자들은 전술한 내용과 도면을 참조하여 그 외의 변형예들과 변경예들을 쉽게 제안할 것이다.

Claims (7)

1. 하나 이상의 마개 부착부를 포함하는 유리용기 넥크 단부를 몰딩하기 위한 넥크 링에 있어서,
   -상기 넥크 링은 두 개의 반-환형 넥크 링 부분(12, 14)을 포함하며, 이들은 각각 내마모성 금속 구조의 넥크 링 인서트(20, 22)와 상기 내마모성 금속 구조와 다른 열전도성 금속 구조의 넥크 링 몸체(16, 18)로 구성되며, 상기 넥크 링 몸체는 상기 넥크 링 인서트가 상기 넥크 링 몸체 내에 매립되도록 상기 넥크 링 인서트 주위에 형성되고,
   -상기 각각의 넥크 링 절반부는 유리-접촉 공동면을 가지며, 상기 유리-접촉 공동면은 용기 넥크 단부 상에 하나 이상의 마개 부착부를 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 인서트에 의해 형성된 제 1 표면 부분(30, 32)과 하나 이상의 마개 부착부를 제외한 용기 넥크 단부 부분들을 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 몸체에 의해 형성된 제 2 표면 부분(34,36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 넥크 링.
2. 제1항에 있어서, 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 각각 상기 넥크 링 인서트를 상기 넥크 링 몸체 내에 고정시키기 위해 상기 넥크 링 몸체 내에 매립되고 고정된 돌출 이어(26, 28)를 가지는 것을 특징으로 하는 넥크 링.
3. 제1항에 있어서, 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 니켈, 청동 또는 강 구조로 구성되고 상기 넥크 링 몸체(16, 18)는 청동 또는 강 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 넥크 링.
4. 제3항에 있어서, 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 니켈 구조로 구성되고 상기 넥크 링 몸체(16, 18)는 소결된 분말 금속 청동 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 넥크 링.
5. 하나 이상의 마개 부착부를 포함하는 유리용기 넥크 단부를 몰딩하기 위한 넥크 링 제조방법에 있어서,
   상기 제조방법은:
   (a)각각이 내마모성 금속 구조의 넥크 링 인서트(20, 22)와 상기 내마모성 금속 구조와 다른 열전도성 금속 구조의 넥크 링 몸체(16, 18)로 구성되는, 두 개의 반-환형 넥크 링 부분(12, 14)을 제공하는 단계와;
   (b)개별적인 사전성형물로서 상기 넥크 링 인서트(20, 22)를 성형하는 단계와;
   (c)상기 넥크 링 인서트를 상기 넥크 링 몸체 내에 매립하기 위해 상기 넥크 링 인서트 사전성형물 주위에 상기 넥크 링 몸체(16, 18)를 성형하는 단계와;
   (d)넥크 단부 상에 하나 이상의 마개 부착부를 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 인서트 상에 제 1 표면 부분(30, 32)을 제공하는 단계; 및
   (e)하나 이상의 마개 부착부를 제외한 넥크 단부의 부분들을 몰딩하기 위해 상기 넥크 링 몸체 상에 제 2 표면 부분(34, 36)을 성형하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 넥크 링 제조방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 인서트 사전성형물은 상기 (c)단계에서 상기 넥크 링 몸체 내에 매립되고 고정된 돌출 이어(26, 28)를 사용하여 제조되는 것을 특징으로 하는 넥크 링 제조방법.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 넥크 링 인서트(20, 22)는 니켈, 청동 또는 강 구조로 형성되고 상기 넥크 링 몸체(16, 18)는 청동 또는 강 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 넥크 링 제조방법.

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